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不適用。

優(yōu)選的實施例涉及電壓控制振蕩器(vco)技術(shù)，且更確切地說，涉及正交vco(qvco)。

背景技術(shù)：

vco是輸出具有某一頻率的振蕩信號的裝置(即，振蕩器)，所述頻率由施加到vco的輸入電壓的電平控制。因此，到vco的固定dc輸入電壓應(yīng)理想地產(chǎn)生固定輸出頻率信號，而所述輸入電壓還可被改變以便改變vco輸出頻率。因此，關(guān)于后者，可施加調(diào)制輸入信號以使得vco輸出具有調(diào)制頻率(或相位)的信號。

打包超過1位/符號以用于傳送數(shù)據(jù)并與優(yōu)選實施例相關(guān)的特定類型的調(diào)制方案是正交相移鍵控(qpsk)。在qpsk中，vco提供正交振蕩信號，由此用作qvco，其中所述正交信號由四個不同的振蕩信號組成，每一振蕩信號彼此間隔90度。更具體地說，作為一種相移鍵控(psk)，qpsk通過調(diào)制(即，改變)載波信號的相位來傳送數(shù)據(jù)。qpsk中的術(shù)語“正交”指示數(shù)據(jù)調(diào)制存在四個不同相位，每一相位優(yōu)選地彼此正交。因此，更具體地說，單一數(shù)據(jù)量，或“符號”，可通過四個可用相位中的任一個表示，所述四個可用相位通常在qpsk星座中均布在彼此間隔90度并定位成與實軸成角度π/4、3π/4、5π/4以及7π/4的位置處。這些單獨的位置中的每一位置可表示兩個二進(jìn)制位的四個組合中的不同組合，由此準(zhǔn)許表示二進(jìn)制值11、01、00或10的符號的傳送。在qpsk中，此類數(shù)據(jù)通常通過將某一位流分成兩個單獨的位流來調(diào)制和解調(diào)，所述兩個單獨的位流表示為標(biāo)明為i的同相位流和標(biāo)明為q的正交相位。i數(shù)據(jù)通過第一信號(例如，正弦波)調(diào)制，而q數(shù)據(jù)通過與第一信號間隔90度的第二信號(例如，余弦波)調(diào)制，其結(jié)果相加以提供所發(fā)射的qpsk信號。解調(diào)以逆過程實現(xiàn)。

根據(jù)前述內(nèi)容，關(guān)于qpsk方法應(yīng)注意的是所述方法涉及正交相位，且在電子電路中，此類相位通常使用vco實施，所述vco鎖定成正交，也就是說，具有四個不同輸出，所述輸出如先前所介紹彼此間隔90度。此架構(gòu)通常被稱為正交vco，或縮寫為qvco。另外，還可使用正交本地振蕩，且正交本地振蕩在其它應(yīng)用中也是重要的，例如在接收器中的鏡像抑制。因此，借助另外的背景，下文描述三個現(xiàn)有技術(shù)qvco。

圖1說明通常以10示出的現(xiàn)有技術(shù)源極耦合qvco的示意圖，且如下文所示，所述源極耦合qvco由于將信號耦合在對應(yīng)的晶體管源極節(jié)點之間的性質(zhì)而獲得其名稱。qvco10包含兩個對稱的振蕩電路20和40，所述振蕩電路20和40電感耦合在一起以便將這兩個電路的操作和振蕩信號鎖定為正交，如稍后將描述。因為電路20和40是對稱的，所以以下論述將通過實例詳述電路20，其后是對可比較的電路40的論述。

振蕩電路20包含第一電感器22和第二電感器24，其各自具有對應(yīng)的第一端子22t1和24t1，第一端子22t1和24t1經(jīng)連接以接收示出為vdd的固定電壓電位，或注意，電感器22和24可表示單一電感器，其具有連接到該電感器的中心抽頭的vdd。電感器22的第二端子22t2連接到節(jié)點26，節(jié)點26還連接到nmos晶體管28的漏極，且電感器24的第二端子24t2連接到節(jié)點30，節(jié)點30還連接到nmos晶體管32的漏極。nmos晶體管28和32的源極連接到節(jié)點34，且nmos晶體管28和32的柵極交叉耦合，也就是說，nmos晶體管28的柵極連接到nmos晶體管32的漏極，且nmos晶體管32的柵極連接到nmos晶體管28的漏極。節(jié)點34連接到第三電感器36的第一端子36t1，且第三電感器36的第二端子36t2接地。最后，應(yīng)注意，節(jié)點26提供第一振蕩輸出信號i+，且節(jié)點30提供第二振蕩輸出信號i-，其中這兩個信號是反相的(即，理想地間隔180度)并且部分響應(yīng)于來自振蕩電路40的感生信號而出現(xiàn)，如稍后還進(jìn)一步詳細(xì)論述。

如上文所介紹，振蕩電路40可在裝置和連接上與振蕩電路20比較。然而，如現(xiàn)將了解，振蕩電路40部分響應(yīng)于來自振蕩電路20的感生信號而提供正交q輸出。具體地說，振蕩電路40包含第一電感器42和第二電感器44，其各自具有對應(yīng)的第一端子42t1和44t1，第一端子42t1和44t1經(jīng)連接以接收固定電壓電位vdd，(或同樣地，那兩個電感器是在其中心抽頭處具有vdd的單一電感器)。電感器42的第二端子42t2連接到節(jié)點46，節(jié)點46還連接到nmos晶體管48的漏極，且電感器44的第二端子44t2連接到節(jié)點50，節(jié)點50還連接到nmos晶體管52的漏極。nmos晶體管48和52的源極連接到節(jié)點54，且nmos晶體管48和52的柵極交叉耦合，也就是說，nmos晶體管48的柵極連接到nmos晶體管52的漏極，且nmos晶體管52的柵極連接到nmos晶體管48的漏極。節(jié)點54連接到第三電感器56的第一端子56t1，且第三電感器56的第二端子56t2接地。最后，應(yīng)注意，節(jié)點46提供第一振蕩輸出信號q+，且節(jié)點50提供第二振蕩輸出信號q-，其中這兩個信號理想地間隔180度，并且部分響應(yīng)于來自振蕩電路20的感生信號而出現(xiàn)，如稍后還進(jìn)一步詳細(xì)論述。

現(xiàn)在通常針對此文件中的上下文描述qvco10的操作，其中另外的方面容易被所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員知曉或可由所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員確證。首先參看振蕩電路20，一般來說，可觀察到關(guān)于電感器22和24以及nmos晶體管28和32的振蕩回路。特別地，利用此回路，能量在電感和固有晶體管電容之間振蕩，且同時電阻也存在于電路中，所述電阻往往會減小電路的響應(yīng)，如在vco領(lǐng)域中已知，nmos晶體管28和32的柵極的交叉耦合提供負(fù)電導(dǎo)，有時也稱為-r，以便補償此電阻并將回路維持在振蕩中。因此，此回路提供振蕩信號i+和i-，當(dāng)在回路中交換能量時且給定nmos晶體管28和32交叉耦合，該振蕩信號i+和i-使得那些晶體管中的一個的漏極電壓升高而另一個的漏極的電壓以互補方式下降，且反之亦然，使得在那些漏極處的i+和i-是反相信號，也就是說，它們保持彼此間隔180度(即，半個周期)。除上文描述的回路操作外，還應(yīng)注意，當(dāng)節(jié)點26和30中的一個升高時，另一個下降，由此在另一節(jié)點處產(chǎn)生對稱和互補信號，其中這些信號還經(jīng)由nmos晶體管28和32施加到電感器36。電感器36隨后將此能量耦合到振蕩電路40的電感器56，也就是說，耦合到nmos晶體管28和32的源極的電感器36作為兩線圈變壓器中的一個線圈耦合到振蕩電路40的電感器56，由此耦合到nmos晶體管48和52的源極。因此，nmos晶體管28和32的源極到nmos晶體管48和52的源極的耦合使得qvco10的描述詞為源極耦合裝置。此外，電感器36和56之間的耦合的極性通過圖示中的已知點規(guī)定(dotconvention)示出，且因此，在相對于電感器36的一個方向上的電流對應(yīng)于在電感器56中在相反方向上的電流。因此，如下文進(jìn)一步了解，電感器36和56有效地形成變壓器，由此一個回路的反向信號注入到另一個回路中，且兩個耦合電感器的反向電流維持彼此之間的相反電流和電壓以及相移同步。

參看振蕩電路40，其通常以與振蕩電路20相同的方式操作，但是以相移方式操作，且因此假定讀者熟悉先前論述，現(xiàn)將關(guān)于可比較的電路40簡要概述先前論述。通常，電感器42和44以及nmos晶體管48和52的回路振蕩，且在那些晶體管的漏極處的相反互補電位提供反相輸出配對q+和q-。另外，所述回路通過來自電路20且經(jīng)由其電感器36并進(jìn)入到振蕩電路40中的對應(yīng)的電感器56的信號i+和i-的耦合來調(diào)制。

已經(jīng)描述電路20和40的一般操作，另外應(yīng)注意，相對于振蕩電路40，此類操作將振蕩電路20鎖定為正交。如上文所描述，在每一電路中，輸出(即，q+和q-或i+和i-)是反相信號。特別地，振蕩電路20包含電感器36，且振蕩電路40包含電感器56，且可選定每一電感器的電感，使得公共源極節(jié)點(即，節(jié)點34或節(jié)點54)的頻率將在每一電路的對應(yīng)反相信號的頻率的兩倍處諧振，由此始終將每一電路的源極電壓維持在漏極電壓之下；因此，在電路20中，節(jié)點34處的電壓保持在任一節(jié)點26和30處的電壓之下，且在電路40中，節(jié)點54處的電壓保持在任一節(jié)點46和50處的電壓之下。此外，在足夠的電流通過電感器36和56中的每一個的情況下，回路非線性將在奇模(oddmode)和偶模(evenmode)之間進(jìn)行選擇，從而選擇哪一個具有較高的振蕩幅度。就此而言，奇模將占優(yōu)勢，由此將兩個振蕩電路鎖定為相對于彼此正交。如通過點規(guī)定示出，如電感器36和56之間的電磁耦合進(jìn)一步確保奇模，因為，如各點所指示，維持負(fù)電磁耦合因子(即，在相反方向上的電流)，所述負(fù)電磁耦合因子在電感器36和38的選定值的情況下，將在節(jié)點34和54處的公共源極電壓維持成相對于彼此反相(例如，在總振蕩頻率的兩倍處)，由此將電路鎖定在奇模中并將輸出節(jié)點鎖定成正交。因此，當(dāng)同相或正交節(jié)點(26、30、46或50)中的任一個改變時，其它節(jié)點中的每一個將改變并保持鎖定為正交，也就是說，將四個信號中的每一個維持成彼此間隔90度。

圖2說明通常以60示出的現(xiàn)有技術(shù)漏極柵極耦合qvco的示意圖，且如下文所示，所述漏極柵極耦合qvco由于將信號耦合在一個振蕩電路中的漏極和另一個振蕩電路中的晶體管柵極之間的性質(zhì)而獲得其名稱。qvco60包含偏壓控制電路62，偏壓控制電路62可根據(jù)已知原理構(gòu)造以用于對qvco加偏壓，且更確切地說，用于對qvco60加偏壓，如下文進(jìn)一步探究。qvco60還包含兩個對稱的振蕩電路70和100，振蕩電路70和100電感耦合在一起以便將這兩個電路的操作和振蕩信號鎖定為正交，如稍后將描述。因為電路70和100是對稱的，所以以下論述將通過實例詳述電路70，其后是對可比較的電路100的概述。

振蕩電路70包含第一電感器72和第二電感器74，第一電感器72和第二電感器74各自具有連接到電阻器r1的第一端子的對應(yīng)的第一端子72t1和74t1，其中電阻器r1的第二端子經(jīng)連接以接收示出為vdd的固定電壓電位。電感器72的第二端子72t2連接到節(jié)點76，節(jié)點76還連接到nmos晶體管78的漏極，且電感器74的第二端子74t2連接到節(jié)點80，節(jié)點80還連接到nmos晶體管82的漏極。nmos晶體管78的源極和nmos晶體管82的源極連接到節(jié)點84。nmos晶體管78的柵極連接到電感器86的第一端子86t1，且nmos晶體管82的柵極連接到電感器88的第一端子88t1。電感器86和88的對應(yīng)的第二端子86t2和第二端子88t2連接在一起，且連接到電阻器r2的第一端子，電阻器r2將其第二端子連接到電感器72和74的端子72t1和74t1。節(jié)點84連接到nmos晶體管90的漏極，nmos晶體管90將其源極接地且將其柵極連接到偏壓控制電路62。最后，應(yīng)注意，節(jié)點76提供第一振蕩輸出信號i+，且節(jié)點80提供第二振蕩輸出信號i-，其中這兩個信號理想地間隔180度，并且部分響應(yīng)于來自振蕩電路100的感生信號而出現(xiàn)，如稍后還進(jìn)一步詳細(xì)論述。

如上文所介紹，振蕩電路100可在裝置和連接上與振蕩電路70比較。然而，振蕩電路100提供正交q輸出，并響應(yīng)于來自振蕩電路70的i+和i-的感生信號而操作。具體地說，振蕩電路100包含第一電感器102和第二電感器104，第一電感器102和第二電感器104各自具有連接到電阻器r3的第一端子的對應(yīng)的第一端子102t1和104t1，其中電阻器r3的第二端子連接到vdd。電感器102的第二端子102t2連接到節(jié)點106，節(jié)點106還連接到nmos晶體管108的漏極，且電感器104的第二端子104t2連接到節(jié)點110，節(jié)點110還連接到nmos晶體管112的漏極。nmos晶體管108的源極和nmos晶體管112的源極連接到節(jié)點114。nmos晶體管108的柵極連接到電感器116的第一端子116t1，且nmos晶體管112的柵極連接到電感器118的第一端子118t1。電感器116和118的對應(yīng)的第二端子116t2和第二端子118t2連接在一起，且連接到電阻器r4的第一端子，電阻器r4將其第二端子連接到電感器102和104的端子102t1和104t1。節(jié)點114連接到nmos晶體管120的漏極，nmos晶體管120將其源極接地且將其柵極連接到偏壓控制電路62。最后，應(yīng)注意，節(jié)點106提供第一振蕩輸出信號q+，且節(jié)點110提供第二振蕩輸出信號q-，其中這兩個信號理想地間隔180度，并且部分響應(yīng)于來自振蕩電路70的感生信號而出現(xiàn)，如稍后還進(jìn)一步詳細(xì)論述。

振蕩電路70和100還彼此電感耦合，如現(xiàn)將描述。在此方面的耦合在圖2中使用已知的電感器點規(guī)定示出。因此，電路70的電感器72耦合到電路100的電感器116，且電路70的電感器74耦合到電路100的電感器118，此耦合還通過虛線感應(yīng)路徑箭頭ip1示出。因此，nmos晶體管78的漏極經(jīng)由電感器72和電感器116耦合到nmos晶體管108的柵極，且nmos晶體管82的漏極經(jīng)由電感器74和電感器118耦合到nmos晶體管112的柵極。因此，在這個意義上，電感器72和74的對與電感器116和118的對形成變壓器對。另外，電路70的電感器86耦合到電路100的電感器104，且電路70的電感器88耦合到電路100的電感器102，此耦合還通過虛線感應(yīng)路徑箭頭ip2示出。因此，nmos晶體管108的漏極經(jīng)由電感器102和電感器88耦合到nmos晶體管82的柵極，且nmos晶體管112的漏極經(jīng)由電感器104和電感器86耦合到nmos晶體管78的柵極。因此，在這個意義上，電感器86和88的對與電感器104和102的對形成變壓器對。因此，如在變壓器領(lǐng)域中眾所周知，通過一個(或一個串聯(lián)對)電感器的電流將感生出其所電感耦合或磁耦合到的電感器中的電流，通常通過將這些電感器定位成彼此接近來實現(xiàn)，此接近的距離或其它磁耦合技術(shù)可通過所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員確證。

現(xiàn)在通常針對此文件中的上下文描述qvco60的操作，其中另外的方面容易被所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員知曉或可由所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員確證，如通常也通過圖1的先前論述所理解。一般來說，qvco60是具有作為負(fù)載的耦合諧振器的兩級環(huán)形振蕩器，其提供90度相移。隨后更詳細(xì)地并首先參看振蕩電路70，一般來說，可觀察到關(guān)于電感器72和74以及nmos晶體管78和82以及nmos晶體管90的振蕩回路。具體地說，偏壓控制電路62維持nmos晶體管90接通，且在通過電感器72和74的電流消耗的情況下，在那些電感器和晶體管的固有電容器之間產(chǎn)生lc回路；此外，實現(xiàn)耦合，因為來自電路100的q+和q-耦合到電路70中，從而在晶體管78和82的柵極中感生出對應(yīng)的信號以產(chǎn)生互感效應(yīng)，由此將電路70的i+和i-反相信號鎖定在與來自電路100的q+和q-的正交間距中。同時，在振蕩電路100中發(fā)生可比較的操作，由此電感器102和104與nmos晶體管108和112提供lc回路以便提供反相信號q+和q-，同時實現(xiàn)交叉耦合，因為來自電路70的i+和i-耦合到電路100中，從而在晶體管108和112的柵極中感生出對應(yīng)的信號以產(chǎn)生互感效應(yīng)，由此將電路100的q+和q-反相信號鎖定在與來自電路70的i+和i-的正交間距中。最后，應(yīng)注意，具有相同電阻的電阻器r2和電阻器r4具有足夠大的電阻以便消除任何共模振蕩，而具有相同電阻的電阻器r1和電阻器r3具有用于幅度控制的電阻(或可以是數(shù)字開關(guān)的電阻器)。

圖3說明通常以130示出的現(xiàn)有技術(shù)漏極源極耦合qvco的示意圖，且如下文所示，所述漏極源極耦合qvco由于將信號耦合在一個振蕩電路中的晶體管漏極和另一個振蕩電路中的晶體管源極之間的性質(zhì)而獲得其名稱。qvco130包含偏壓控制電路132，偏壓控制電路132可根據(jù)已知原理構(gòu)造以用于對qvco加偏壓，且更確切地說，用于對qvco130加偏壓，如下文進(jìn)一步探究。qvco130還包含兩個對稱的振蕩電路140和170，振蕩電路140和170電感耦合在一起以便將這兩個電路的操作和振蕩信號鎖定為正交，如稍后將描述。因為電路140和170是對稱的，以下論述將通過實例詳述電路140，其后是對可比較的電路170的概述。

振蕩電路140包含第一電感器142和第二電感器144，第一電感器142和第二電感器144各自具有對應(yīng)的第一端子142t1和144t1，第一端子142t1和144t1經(jīng)連接以接收示出為vdd的固定電壓電位。電感器142的第二端子142t2連接到節(jié)點146，節(jié)點146還連接到nmos晶體管148的漏極，且電感器144的第二端子144t2連接到節(jié)點150，節(jié)點150連接到nmos晶體管152的漏極。nmos晶體管148和152交叉耦合，也就是說，nmos晶體管148的漏極連接到nmos晶體管152的柵極，且nmos晶體管152的漏極連接到nmos晶體管148的柵極。nmos晶體管148的源極連接到電感器154的端子154t1，且nmos晶體管152的源極連接到電感器156的端子156t1。電感器154的第二端子154t2和電感器156的第二端子156t2連接到nmos晶體管158的漏極，nmos晶體管158將其源極接地并將其柵極連接到偏壓控制電路132。最后，應(yīng)注意，節(jié)點146提供第一振蕩輸出信號i+，且節(jié)點150提供第二振蕩輸出信號i-，其中這兩個信號理想地間隔180度，并且部分響應(yīng)于來自振蕩電路170的感生信號而出現(xiàn)，如稍后還進(jìn)一步詳細(xì)論述。

如上文所介紹，振蕩電路170可在裝置和連接上與振蕩電路140比較。然而，振蕩電路170提供正交q輸出，并響應(yīng)于來自振蕩電路140的i+和i-的感生信號而操作。具體地說，振蕩電路170包含第一電感器172和第二電感器174，第一電感器172和第二電感器174各自具有對應(yīng)的第一端子172t1和174t1，第一端子172t1和174t1經(jīng)連接以接收vdd。電感器172的第二端子172t2連接到節(jié)點176，節(jié)點176還連接到nmos晶體管178的漏極，且電感器174的第二端子174t2連接到節(jié)點180，節(jié)點180連接到nmos晶體管182的漏極。nmos晶體管178和182交叉耦合，也就是說，nmos晶體管178的漏極連接到nmos晶體管182的柵極，且nmos晶體管178的漏極連接到nmos晶體管178的柵極。nmos晶體管178的源極連接到電感器184的端子184t1，且nmos晶體管182的源極連接到電感器186的端子186t1。電感器184的第二端子184t2和電感器186的第二端子186t2連接到nmos晶體管188的漏極，nmos晶體管188將其源極接地并將其柵極連接到偏壓控制電路132。最后，應(yīng)注意，節(jié)點176提供第一振蕩輸出信號q+，且節(jié)點180提供第二振蕩輸出信號q-，其中這兩個信號理想地間隔180度，并且部分響應(yīng)于來自振蕩電路140的感生信號而出現(xiàn)，如稍后還進(jìn)一步詳細(xì)論述。

振蕩電路140和170還彼此電感耦合，如現(xiàn)將描述。在此方面的耦合在圖3中使用已知的電感器點規(guī)定示出。因此，電路140的電感器142耦合到電路170的電感器184，且電路140的電感器144耦合到電路170的電感器186，此耦合還通過虛線感應(yīng)路徑箭頭ip1示出。因此，nmos晶體管148的漏極經(jīng)由電感器142和電感器172耦合到nmos晶體管178的源極，且nmos晶體管152的漏極經(jīng)由電感器144和電感器186耦合到nmos晶體管182的源極。因此，在這個意義上，電感器142和144的對與電感器184和186的對形成變壓器對。另外，電路170的電感器172耦合到電路140的電感器156，且電路170的電感器174耦合到電路140的電感器154，此耦合還通過虛線感應(yīng)路徑箭頭ip2示出。因此，nmos晶體管178的漏極經(jīng)由電感器172和電感器156耦合到nmos晶體管152的源極，且nmos晶體管182的漏極經(jīng)由電感器174和電感器154耦合到nmos晶體管148的源極。因此，在這個意義上，電感器172和174的對與電感器156和154的對形成變壓器對。因此，如在變壓器領(lǐng)域中眾所周知，通過一個(或一個串聯(lián)對)電感器的電流將感生出其所電感耦合或磁耦合到的電感器中的電流，通常通過將這些電感器定位成彼此接近來實現(xiàn)，此接近的距離或其它磁耦合技術(shù)可通過所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員確證。

現(xiàn)在通常針對此文件中的上下文描述qvco130的操作，其中另外的方面容易被所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員知曉或可由所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員確證，如通常也通過圖1和2的先前論述所理解。首先參看振蕩電路140，一般來說，可觀察到關(guān)于電感器142和144、nmos晶體管148和152、nmos晶體管154和156以及nmos晶體管158的振蕩回路。具體地說，偏壓控制電路132維持nmos晶體管158接通，且在通過電感器142和144以及154和156的電流消耗的情況下，在那些電感器和晶體管的固有電容器之間產(chǎn)生lc回路，連同由nmos晶體管148和152的柵極的交叉耦合提供的負(fù)電導(dǎo)；此外，實現(xiàn)耦合，因為來自電路170的q+和q-耦合到電路140的回路中以產(chǎn)生互感效應(yīng)，由此將電路140的i+和i-反相信號鎖定在與來自電路170的q+和q-的正交間距中。同時，在振蕩電路170中發(fā)生可比較的操作，由此電感器172和174以及電感器184和186與nmos晶體管178和182提供lc回路以便提供反相信號q+和q-，同時實現(xiàn)耦合，因為來自電路140的i+和i-耦合到電路170中以產(chǎn)生互感效應(yīng)，由此將電路170的q+和q-反相信號鎖定在與來自電路140的i+和i-的正交間距中。

雖然上述和相關(guān)方法已服務(wù)于現(xiàn)有技術(shù)中的各種需要，但它們也提供各種缺點。例如，現(xiàn)有技術(shù)中的電感器的使用能夠占據(jù)實施電路所需的總面積的較大百分比，使得總裝置布局的近似百分之七十的量被裝置電感器消耗。此外，功耗也是qvco裝置中的一個問題。

根據(jù)上述內(nèi)容，本發(fā)明人試圖改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，如下文進(jìn)一步詳述。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一個優(yōu)選實施例中，存在一種正交電壓控制振蕩器(qvco)。所述qvco包含用于提供第一正交信號的第一節(jié)點、用于提供第二正交信號的第二節(jié)點、用于提供第三正交信號的第三節(jié)點，以及用于提供第四正交信號的第四節(jié)點。所述qvco進(jìn)一步包含連接在所述第一節(jié)點和所述第二節(jié)點之間的第一線圈，和連接在所述第三節(jié)點和所述第四節(jié)點之間的第二線圈。所述第一線圈和第二線圈正磁耦合。

還揭示并要求保護(hù)許多其它發(fā)明性方面。

附圖說明

圖1說明現(xiàn)有技術(shù)源極耦合qvco的電氣示意圖。

圖2說明現(xiàn)有技術(shù)漏極柵極耦合qvco的電氣示意圖。

圖3說明現(xiàn)有技術(shù)漏極源極耦合qvco的電氣示意圖。

圖4說明一個優(yōu)選實施例qvco的電氣示意圖。

圖5說明圖4的qvco的同相和正交信號的時序圖。

圖6a說明在一個優(yōu)選實施例qvco中包含的兩個電感器的分解透視圖。

圖6b說明在一個優(yōu)選實施例qvco中包含的兩個電感器的橫截面視圖。

具體實施方式

上文在此文件的背景技術(shù)部分中描述圖1至3，且假定讀者熟悉所述論述的原理。

圖4說明通常以200示出的一個優(yōu)選實施例正交電壓控制振蕩器(qvco)的示意圖。qvco200包含偏壓控制電路202，偏壓控制電路202可根據(jù)已知原理構(gòu)造以用于對qvco加偏壓，且更確切地說，用于對具有qvco200的晶體管加偏壓，如下文進(jìn)一步探究。qvco200還包含四個節(jié)點204、206、208以及210，其各自用于提供對應(yīng)的同相或正交信號，即，i+、q+、q-以及i-，如在下文進(jìn)一步了解。

qvco200包含兩個電感器212和214，電感器212和214可以是具有中間或中心抽頭的單一線圈c1，且qvco200還包含兩個另外的電感器216和218，電感器216和218可以是也具有中間或中心抽頭的單一線圈c2。線圈c1連接在節(jié)點204和206之間，且線圈c2連接在節(jié)點208和210之間。線圈c1和c2中的每一個的中心抽頭連接到示出為vdd的固定電壓電位。線圈c1和c2還電感耦合或磁耦合在一起，如圖4中使用電感器點規(guī)定示出。然而，不同于先前闡述的各種現(xiàn)有技術(shù)qvco描述，明顯地，在圖4中點規(guī)定展示在線圈c1和c2之間的正(或加法)電磁耦合因子(即，在相反方向上的電流)。在任何情況下，除此極性變化外，同樣優(yōu)選地通過將電感器定位成接近彼此來實現(xiàn)電磁耦合，其中此接近的距離或其它磁耦合技術(shù)可通過所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員確證。

qvco200還包含耦合在qvco200的四個信號節(jié)點的配對之間的各種對稱電路，在本文中被稱為交叉耦合導(dǎo)電電路。具體地說，第一交叉耦合導(dǎo)電電路xc1包含：nmos晶體管220，nmos晶體管220將其漏極連接到節(jié)點204并將其柵極連接到節(jié)點206；nmos晶體管222，nmos晶體管222將其漏極連接到節(jié)點206并將其柵極連接到節(jié)點204，其中nmos晶體管220和nmos晶體管222兩者的源極連接到nmos晶體管224上的漏極，nmos晶體管224將其源極接地，并在其柵極處從偏壓控制電路202接收偏壓信號bias2。第二交叉耦合導(dǎo)電電路xc2包含：nmos晶體管226，nmos晶體管226將其漏極連接到節(jié)點208并將其柵極連接到節(jié)點210；nmos晶體管228，nmos晶體管228將其漏極連接到節(jié)點210并將其柵極連接到節(jié)點208，其中nmos晶體管226和nmos晶體管228兩者的源極連接到nmos晶體管230的漏極，nmos晶體管230將其源極接地，并在其柵極處從偏壓控制電路202接收偏壓信號bias2。第三交叉耦合導(dǎo)電電路xc3包含：nmos晶體管232，nmos晶體管232將其漏極連接到節(jié)點204并將其柵極連接到節(jié)點208；nmos晶體管234，nmos晶體管234將其漏極連接到節(jié)點208并將其柵極連接到節(jié)點204，其中nmos晶體管232和nmos晶體管234兩者的源極連接到nmos晶體管236的漏極，nmos晶體管236將其源極接地，并在其柵極處從偏壓控制電路202接收偏壓信號bias1。第四交叉耦合導(dǎo)電電路xc4包含：nmos晶體管238，nmos晶體管238將其漏極連接到節(jié)點206并將其柵極連接到節(jié)點210；nmos晶體管240，nmos晶體管240將其漏極連接到節(jié)點210并將其柵極連接到節(jié)點206，其中nmos晶體管238和nmos晶體管240兩者的源極連接到nmos晶體管242的漏極，nmos晶體管242將其源極接地，并在其柵極處從偏壓控制電路202接收偏壓信號bias1。

現(xiàn)在描述qvco200的操作。一般來說，qvco200可通過來自偏壓控制電路202的bias1和bias2的選擇性施加來重配置。更確切地說，如果僅施加bias2(或同樣地，如果僅施加bias1)，那么qvco200在差分模式下操作。在僅施加bias2的差分模式中，第一反相信號出現(xiàn)在節(jié)點204和206之間，而與第一反相信號同相的第二反相信號出現(xiàn)在節(jié)點208和210之間。因此，對于需要僅振蕩信號的裝置(例如，接收器)，可選擇qvco200的差分模式，并在節(jié)點204和206之間或在節(jié)點208和210之間提供振蕩信號。然而，另外，如果同時施加bias2和bias1兩者，那么qvco200在正交模式下操作，其中反相信號的第一集合出現(xiàn)在節(jié)點204和210之間，反相信號的第二集合出現(xiàn)在節(jié)點206和208之間，且第一和第二反相信號集合間隔90度，也就是說，它們鎖定為正交。因此，對于需要此類信號的裝置(例如，qpsk收發(fā)器)，還可選擇正交模式。因此，bias1或bias2或bias1和bias2兩者的選擇性斷言提供單一/雙重偏壓控制，從而允許基于低頻的iq相位對準(zhǔn)和調(diào)節(jié)。因此還應(yīng)注意，此類bias控制使用良性且非rf侵略性偏壓控制旋鈕來在運行中在差分和正交兩種模式之間提供振蕩的重配置。此外，任一偏壓的單一施加或兩種偏壓的雙重施加允許基于低頻的iq相位對準(zhǔn)和調(diào)節(jié)。下文單獨地論述這些模式中的每一個。

在qvco200的差分工作模式中，想到偏壓控制電路202斷言bias2，而使得bias1未被斷言。在bias1未被斷言的情況下，停用第三交叉耦合導(dǎo)電電路xc3和第四交叉耦合導(dǎo)電電路xc4中的導(dǎo)電路徑，而在bias2被斷言的情況下，啟用第一交叉耦合導(dǎo)電電路xc1和第二交叉耦合導(dǎo)電電路xc2中的導(dǎo)電路徑。因此，響應(yīng)于后者，啟用對應(yīng)于第一交叉耦合導(dǎo)電電路xc1和第二交叉耦合導(dǎo)電電路xc2中的每一個的振蕩路徑。具體地說，結(jié)合第一交叉耦合導(dǎo)電電路xc1，電流被抽取經(jīng)過nmos晶體管224，由此實際上實現(xiàn)關(guān)于線圈c1和nmos晶體管220和222的振蕩電路。同時，結(jié)合第二交叉耦合導(dǎo)電電路xc2，電流通過nmos晶體管230被抽取，由此實際上實現(xiàn)關(guān)于線圈c2和nmos晶體管226和228的振蕩電路。然而，給定線圈c1和線圈c2之間的正耦合(即，通過點規(guī)定示出的相關(guān)極性)，這兩個振蕩器中的每一個彼此同相地振蕩。因此，關(guān)于第一交叉耦合導(dǎo)電電路xc1，節(jié)點204和206處的信號將以反相方式相對于彼此振蕩，并且關(guān)于第二交叉耦合導(dǎo)電電路xc2，節(jié)點208和210處的信號將以反相方式相對于彼此振蕩，但這兩個信號集(即，一個在節(jié)點204和206處，另一個在節(jié)點210和208處)將彼此同相。

在qvco200的正交工作模式中，想到偏壓控制電路202斷言bias1和bias2兩者。因此，如現(xiàn)在所論述，每一共漏極節(jié)點204、206、208以及210提供對應(yīng)的正交信號i+、q+、q-以及i-。具體地說，在bias2被斷言的情況下，再次啟用先前段落中描述的導(dǎo)電路徑。然而，另外，在bias1被斷言的情況下，也啟用第三交叉耦合導(dǎo)電電路xc3和第四交叉耦合導(dǎo)電電路xc4兩者。因此，就此而言，應(yīng)注意，現(xiàn)在不再僅由振蕩電路中的每一個自身的對應(yīng)電壓驅(qū)動振蕩電路中的每一個，而是還將來自一個振蕩電路的信號注入到另一振蕩電路中，且反之亦然。例如，考慮節(jié)點208，其呈現(xiàn)q-信號。第三交叉耦合導(dǎo)電電路xc3的導(dǎo)電性提供經(jīng)過nmos晶體管232和234的另外的導(dǎo)電路徑，由此將在節(jié)點204處的信號注入到節(jié)點208中；同樣地，利用所述導(dǎo)電路徑，將在節(jié)點208處的信號注入到節(jié)點204中?？申P(guān)于第四交叉耦合導(dǎo)電電路xc4進(jìn)行類似的觀察。特別地，當(dāng)?shù)谒慕徊骜詈蠈?dǎo)電電路通過經(jīng)斷言的bias1信號啟用時，它提供節(jié)點210(提供i-)到節(jié)點206(提供q+)之間經(jīng)過nmos晶體管240和38的導(dǎo)電路徑。

根據(jù)前述內(nèi)容，模擬確認(rèn)，在正交模式中，通過所有的交叉耦合導(dǎo)電電路提供的導(dǎo)電路徑將正交鎖定四個共漏極節(jié)點，因為線圈c1和c2中的每一個以及導(dǎo)電路徑所形成經(jīng)過的各個晶體管的對應(yīng)的電容的lc特性，隨后流經(jīng)那些lc儲能電路/電感電容諧振回路(lctank)的電流必須具有相等(假定匹配的組件)量值，由此在給定的共漏極連接節(jié)點和每一其它晶體管的漏極之間強加90度相移到所述其它晶體管的對應(yīng)的柵極，所述共漏極連接節(jié)點連接到每一其它晶體管的漏極。作為第一實例，假定節(jié)點210(呈現(xiàn)i-)在nmos晶體管228的漏極處且在時間t0處處于180度相移。所述相同漏極連接節(jié)點210連接到nmos晶體管238的柵極，因此在后一nmos晶體管238的漏極處的節(jié)點206(呈現(xiàn)q+)相對于共漏極連接節(jié)點210移動90度，且因此節(jié)點206處于270度處(即，相對于節(jié)點210成+90度)。類似地，nmos晶體管228的所述相同漏極連接節(jié)點210連接到nmos晶體管226的柵極，因此在后一nmos晶體管226的漏極處的節(jié)點208(呈現(xiàn)q-)相對于共漏極連接節(jié)點210移動90度，且因此節(jié)點208處于90度處(即，相對于節(jié)點210成-90度)。作為第二實例，假定節(jié)點204(呈現(xiàn)i+)在nmos晶體管220的漏極處且在時間t0處處于0度相移。所述相同漏極連接節(jié)點204連接到nmos晶體管222的柵極，因此在后一nmos晶體管222的漏極處的節(jié)點206(呈現(xiàn)q+)相對于共漏極連接節(jié)點204移動90度，且因此節(jié)點206處于270度處(即，相對于節(jié)點204成-90度)。類似地，nmos晶體管232的所述相同漏極連接節(jié)點204連接到nmos晶體管234的柵極，因此在后一nmos晶體管234的漏極處的節(jié)點234(呈現(xiàn)q-)相對于共漏極連接節(jié)點204移動90度，且因此節(jié)點207處于90度處(即，相對于節(jié)點204成+90度)。根據(jù)前述實例，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可在正交模式下，也就是說，在bias1和bias2兩者都被斷言的情況下，跟蹤qvco200中的其它可比較的導(dǎo)電路徑，這將確認(rèn)四個共漏極連接節(jié)點的相對時序，所述時序通過圖5中的實例進(jìn)一步得到說明。

圖6a說明某一配置的透視分解視圖，且圖6b說明所述配置的側(cè)橫截面視圖，在所述配置中，電感器線圈c1和c2中的每一個可結(jié)合眾所周知的半導(dǎo)體和集成電路制造工藝來形成。在此優(yōu)選實施例中，每一電感器線圈通常具有相同形狀，且可被形成為使得電感器的大部分金屬定位在半導(dǎo)體工藝中的不同對應(yīng)金屬層中。因此，如圖6a的分解視圖中示出，在半導(dǎo)體工藝的金屬層中，線圈c1和c2可由金屬形成，一個在另一個上方；這還通過圖6b中的橫截面示出，其中中間(例如，絕緣)層il形成于電感器之間且形成為在另一層(為了簡化未示出)之間。在圖6a和6b中給定形狀和朝向，因此應(yīng)注意，在二維空間中(例如，從上下視角來看)，線圈電感器c1和c2的形狀和邊界豎直對準(zhǔn)，使得在那些二維空間中所述裝置所消耗的面積不超過現(xiàn)有技術(shù)單電感器裝置所消耗的面積。此外，應(yīng)進(jìn)一步注意，與在此文件的發(fā)明部分的背景技術(shù)中描述的現(xiàn)有技術(shù)方法相比，圖4的優(yōu)選實施例還實施具有大大減少的量的線圈/電感器的qvco。這產(chǎn)生另一優(yōu)選實施例益處，因為電感器通常消耗相當(dāng)大量的二維面積，尤其是相對于實施qvco(以及相關(guān)電路)所需的電路的其余部分而言。因此，通過在第三維度上(例如，豎直地)將線圈與其它電感器對準(zhǔn)，優(yōu)選實施例圖4示意圖可經(jīng)由圖6a和6b實現(xiàn)，其中，兩個線圈在同一二維空間中。此外，即使圖4優(yōu)選實施例的兩個線圈在同一層中實施，它們?nèi)员仍谕粚有枰嚯姼衅鞯默F(xiàn)有技術(shù)方法消耗少得多的面積。

根據(jù)上文，示出優(yōu)選實施例以提供具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)的qvco。在一個優(yōu)選實施例中，一個改進(jìn)準(zhǔn)許雙模振蕩器，其中一個(或一對)振蕩信號在差分模式中，且正交信號在正交模式中。因此，另一改進(jìn)允許在qvco在差分模式中操作時減少的功耗和面積，因為在需要僅差分信號的時間期間，可集成并使用單一裝置。作為另一改進(jìn)，優(yōu)選實施例用僅兩個線圈實現(xiàn)正交信號，從而大大改進(jìn)實施所述裝置所需的裝置大小的量。因此，優(yōu)選實施例展示為具有許多益處，且其它益處將通過所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步確定。再另外，雖然已根據(jù)所揭示的實施例提供各種替代實施例，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可補充其它實施例或能夠確證其它實施例。因此，根據(jù)前述內(nèi)容，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)一步了解，雖然已詳細(xì)地描述一些實施例，但在不脫離如隨附權(quán)利要求書所界定的發(fā)明范圍的情況下，能夠?qū)ι衔年U述的描述做出各種替換、修改或改變。